Человек находится в лифте. Изобразите и сравните силы, действующие на человека, когда лифт:
а) неподвижен;
б) начинает движение вверх;
в) движется равномерно;
г) замедляет движение до остановки.

Для решения задачи необходимо рассмотреть силы, действующие на человека в различных состояниях лифта, и использовать законы механики.

1. Общие сведения о силах:

   • На человека действует сила тяжести $ F_{\text{тяж}} $, направленная вниз. Эта сила определяется его массой $ m $ и ускорением свободного падения $ g $. Формула для силы тяжести: $$ F_{\text{тяж}} = m \cdot g $$
   • Если человек стоит на полу лифта, то на него действует нормальная сила $ F_{\text{н}} $ со стороны опоры (пола лифта), направленная вверх. Нормальная сила компенсирует силу тяжести, когда лифт неподвижен или движется равномерно.

2. Ускорение и его влияние на силы:

   • Когда лифт ускоряется или замедляется, нормальная сила изменяется. Это связано с законом Ньютона: $$ F_{\text{рез}} = m \cdot a $$ где $ F_{\text{рез}} $ — результирующая сила, $ a $ — ускорение лифта (или человека, находящегося внутри).
   • Нормальная сила $ F_{\text{н}} $ становится суммой влияния силы тяжести и дополнительного ускорения лифта. Если лифт ускоряется вверх, нормальная сила увеличивается; если вниз — уменьшается.

3. Состояния лифта:

   • а) Лифт неподвижен: Лифт находится в состоянии покоя, ускорение $ a = 0 $. Нормальная сила полностью компенсирует силу тяжести: $$ F_{\text{н}} = F_{\text{тяж}} = m \cdot g $$ Человек ощущает свой "обычный вес".

• б) Лифт начинает движение вверх:
  Лифт ускоряется вверх, ускорение $ a > 0 $. В этом случае нормальная сила увеличивается, потому что результирующая сила должна направляться вверх:
  $$ F_{\text{н}} = F_{\text{тяж}} + m \cdot a = m \cdot g + m \cdot a $$
  Человек ощущает себя "тяжелее", так как нормальная сила больше его веса в состоянии покоя.

• в) Лифт движется равномерно:
  При равномерном движении вверх или вниз ускорение $ a = 0 $. Лифт не изменяет скорость, и нормальная сила снова становится равной силе тяжести:
  $$ F_{\text{н}} = F_{\text{тяж}} = m \cdot g $$
  Человек ощущает свой обычный вес.

• г) Лифт замедляет движение до остановки:
  Лифт уменьшается скорость вверх (ускорение $ a < 0 $), что эквивалентно движению с ускорением вниз. В этом случае нормальная сила уменьшается:
  $$ F_{\text{н}} = F_{\text{тяж}} - m \cdot |a| $$
  Человек ощущает себя "легче", так как нормальная сила меньше его веса в состоянии покоя.

1. Графическое изображение:

   • Для анализа сил полезно изобразить их в виде векторов. Сила тяжести всегда направлена вниз, а нормальная сила — вверх, с изменением её величины в зависимости от ускорения лифта.

2. Сравнение сил в разных случаях:

   • Когда лифт неподвижен или движется равномерно, нормальная сила равна силе тяжести.
   • Когда лифт ускоряется вверх, нормальная сила превышает силу тяжести.
   • Когда лифт замедляется, нормальная сила становится меньше силы тяжести.

Используя эти теоретические положения, можно анализировать действие сил на человека в каждом из случаев.